Gestensteuerung Mit Gesten die Roboterkollegen intuitiv steuern

Redakteur: Katharina Juschkat

Wenn in Fabriken künftig Menschen ihre Arme und Hände in der Luft wie Dirigenten bewegen, dann könnte das an einer neuen Gestensteuerung für Industrieroboter liegen, die Forscher entwickelt haben. Wie das funktioniert.

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Den Roboter künftig dirigieren statt auf Knöpfe drücken – das soll die Zusammenarbeit vereinfachen.
Den Roboter künftig dirigieren statt auf Knöpfe drücken – das soll die Zusammenarbeit vereinfachen.
(Bild: ©Sarunyu_foto - stock.adobe.com)

Ein Wischen nach links, ein Stoppzeichen in der Luft: Gestensteuerung gibt es bereits bei Spielekonsolen – jetzt soll sie auch für Industrieroboter kommen. Entwickelt wurde die industrielle Gestensteuerung von Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.

Warum eine Gestensteuerung?

Die Steuerung basiert auf der intelligenten Kopplung optischer Sensoren, neuer Bildverarbeitungsverfahren und berührungsloser Bedieninterfaces. Die Idee dahinter: Die direkte Zusammenarbeit von Menschen und Robotern in der Produktion soll intuitiver, effizienter und ergonomischer werden. Geltende Richtlinien zur Maschinensicherheit und zum Datenschutz werden dabei eingehalten.

Durch die Gestensteuerung werden konventionelle Bedienelemente wie Knöpfe und Schalter überflüssig. Projektleiter Paul Eichler erklärt: „Die Beschäftigten können sich ganz natürlich bewegen, um mit den Robotern zu interagieren – als würden sie einem anderen Menschen in der Fabrik per Handzeichen ein ‚Stopp‘ oder eine Richtung anzeigen.“

Wie die Gestensteuerung funktioniert

Damit die berührungsfreie Robotersteuerung funktioniert, haben die Fraunhofer-Forschenden eigens entwickelte Bahnplanungs-Algorithmen, smarte optische Sensoren, schnelle und stabile Bildverarbeitungsverfahren sowie frei platzierbare Bedieninterfaces aufeinander abgestimmt.

Dr.-Ing. Mohamad Bdiwi, Leiter der Abteilung für Robotertechnik am Fraunhofer IWU, erklärt: „Viele Menschen kennen sie von zuhause, wo sie bisher hauptsächlich bei Computerspielen angewendet wird, etwa bei Konsolen für den Heimgebrauch. Die Bewegungen der Spielenden werden erfasst und sofort in Spielmanöver auf dem Bildschirm umgesetzt. Wir steuern hier jedoch keine Spielfiguren, sondern Maschinen und Anlagen.“ Der Vorteil: Zur unmittelbaren Steuerung sind Programmierkenntnisse nicht mehr nötig. Die Beschäftigten steuern die Roboter intuitiv.

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Erster Testeinsatz im Automobilbau

Die Gestensteuerung ist bereits im Automobilbau bei der Volkswagen Sachsen GmbH im Testeinsatz. Projektleiter Eichler erklärt: „Antrieb für unseren Partner war, die Ergonomie für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Prüf- und Arbeitsstation am Ende der Ausschweißlinie im Karosseriebau zu verbessern. Wir haben gezeigt, dass unser System gestengesteuerter Schwerlastroboter in der Fertigung viele Vorteile bringt.“

Im Testeinsatz geht es um die Herstellung des modularen E-Antrieb-Baukastens (MEB). Die Gestensteuerung ermöglicht es den Beschäftigten, die Position und Ausrichtung des Roboters individuell und in feinen Abstufungen einzustellen. Die Produktion wird dadurch effizienter und flexibler.

Die Gestensteuerung erleichtert außerdem grundsätzlich die Kollaboration von Mensch und Roboter. Sie arbeiten mittlerweile zwar schon oft ohne Schutzzaun nebeneinander, aber eine direkte Interaktion ist bisher selten möglich. In unmittelbarer Nähe zu Menschen schalten sich Industrieroboter normalerweise aus Sicherheitsgründen ab. Mit der Gestensteuerung können beide gefahrlos zusammenarbeiten.

Geltende Sicherheitsnormen werden beachtet

Die Gestensteuerung von Industrierobotern ist technisch ausgereift und zuverlässig. Sie hält die geltenden Sicherheitsvorgaben für die Zertifizierung im Sinne der EU-Maschinenrichtlinie ein. Integriert sind auch Verfahren zur Anonymisierung. Da anfallende Daten zudem nicht in einer Cloud gespeichert, sondern vor Ort in der Fabrik verarbeitet werden, ist auch der Datenschutz nach der DSGVO gesichert.

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